JPH02141618A - 位置センサ、その被検体及び位置検出センサ - Google Patents

位置センサ、その被検体及び位置検出センサ

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JPH02141618A
JPH02141618A JP29533188A JP29533188A JPH02141618A JP H02141618 A JPH02141618 A JP H02141618A JP 29533188 A JP29533188 A JP 29533188A JP 29533188 A JP29533188 A JP 29533188A JP H02141618 A JPH02141618 A JP H02141618A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野〕 本発明は、圧力シリンダの伸縮量や工作機械の移動量等
を高速、かつ、高精度に検出するに好適なる位置センサ
、その被検体及び位置検出センサに係わり、詳しくは、
被検体のスペースが僅かであっても(従って、これに付
与できる位置情報が僅かであっても)、被検体と位置検
出センサとの相対位置を、移動中であれ、かつ、初期位
置であれ高速、かつ、高精度に検出し得る位置センサ、
その被検体及び位置検出センサに関する。
〔従来の技術〕
従来、位置センサ、その被検体及び位置検出センサは、
被検体の伸縮量や移動量等に基づき、スキャニングによ
り被検体と位置検出センサとの相対位置の変化量を測定
したり、この測定結果を利用して工作機械等におけるワ
ークの位置決め等に用いたりするに重要である。位置セ
ンサは、位置検出センサと被検体とからなり、−aに位
置検出センサはホール素子や検出コイルでなる複数個の
センサを備え、更に被検体の直上に設置されて被検体上
の情報を検出する構成である6位置検出センサで検出さ
れる被検体上の情報としては一般に凹凸や磁気特性の違
い等で表されるBCD (2進化10進法)コード又は
10進2進変換コード等が知られる。詳しくは、この種
の位置センサである第4図を参照し、以下説明する。同
図において、位置検出センサ20Pは、被検体10P直
上に設置され、位置検出センサ20Pと被検体lOPと
の対向面に、前者については8個のセンサP1が直列に
設置され、後者については10進2進変換コードの1バ
イトでなる情報P2が順に多数敷き詰められた構成であ
る0次に、かかる構成における変化量の検出を説明すれ
ば、被検体10Pが移動すると、センサPIが被検体1
0P上の前記情報P2を検出する構成である6例えば、
ある位置においてセンサP1が被検体10P上の情報(
P2=01010101)を検出したとすれば、この値
は10進数で85であうで、仮に、Oを基準とし、かつ
、1目盛りを1cmとすれば、85cm目という結果に
なる。これがBCDコード(例えば、lO進法で85な
らば、BCDコードは8=1000と5=0101とで
10000101となる)等でなる情報P2のものも、
上述同様これらを順に被検体10P上に敷き詰めた構成
となっている。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上記従来の位置センサ、その被検体及び
位置検出センサには、次に掲げる不都合がある。つまり
、被検体において、検出分解能を向上させようとすれば
、被検体上のBCDコード10進2進変換コード又は暗
号コード等のビット数を増やさなければならず、そして
これら多量のビットを被検体上に敷き詰める結果、大面
積の被検体としなければならないという不都合が生じて
いる。換言すれば、かかる大面積を確保するため、装置
自体の全体容積も大きくせざるを得ないという不都合が
生じている。
本発明は、上記従来の問題点に着目し、狭いスペースに
おいて、換言すれば、限られたスペースにおいて、僅か
なビット数からなる情報を備えた被検体と、このような
被検体の情報を分解能を低下させることなく検出し得る
位置検出センサと、更にこれら被検体と位置検出センサ
とからなる位置センサとを提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するため、本発明に係わる位置センサ、
その被検体及び位置検出センサは、第1図を参照し説明
すれば、先ず、位置センサは、複数naビットでなるア
ブソリュート形情報aが複数Na毎に同一情報を備え一
群Gをなし、この群Gが群毎に異なる情報を備えて複数
Gn配列されてなるアブソリュート形情報列Aと、少な
くともlピントであり、かつ、前記各アブソリュート形
情報群G内毎に複数Na備えてなるインクリメンタル形
情報すを前記アブソリュート形情報列Aと並列に配列し
てなるインクリメンタル形情報列Bとを備えてなる被検
体10、及びna個のアブソリュート情報検出センサ2
1と、kが1≦に≦naであるkX (Na−1)個の
アブソリュート情報検出センサ22と、少なくとも1個
のインクリメンタル情報検出センサ23とを備えてなる
位置検出センサ20を備え、アブソリュート形情報aは
アブソリュート情報検出センサ21及び22により、イ
ンクリメンタル形情1bはインクリメンタル情報検出セ
ンサ23により検出される構成とした0次に、被検体は
、複数naビットでなるアブソリュート形情報aが複数
Na毎に同一情報を備え一群Gをなし、この群Gが群毎
に異なる情報を備えて複数Gn配列されてなるアブソリ
ュート形情報列Aと、少なくともl°ビットであり、か
つ、前記各アブソリュート形情報群G内毎に複数Na備
えてなるインクリメンタル形情報すを前記アブソリュー
ト形情報列Aと並列に配列してなるインクリメンタル形
情報列Bとを備えてなる構成とした。更に、位置検出セ
ンサは、複数na個のアブソリュート情報検出センサ2
1と、kが1≦に≦naであるkx (Na−1)個の
アブソリュート情報検出センサ22と、少なくとも1個
のインクリメンタル情報検出センサ23とを備えてなる
構成とした。
〔作用〕
かかる請求項1内前段記載の及び請求項2記載の被検体
の構成であれば、第1図において、アブソリュート形情
報列Aは、インクリメンタル形情報列Bに対し、アブソ
リュート形情報群毎に異なる値の上位の位となり、他方
インクリメンタル形情報列Bは、アブソリュート形情報
列Aの上位の位に対し、これを複数Naに細分しである
ため、下位の位となり得る。従って、アブソリュート形
情報列Aとインクリメンタル形情報列Bとは僅かなビッ
ト数であっても、これを組み合わせて位取りしているた
め、多(の値とすることができる。
この場合、情報検出の最小分解能はインクリメンタル形
情報すのスパンδにより決定されることになる。次に、
請求項1内後段記載の又は請求項3記載の位置検出セン
サの構成であれば、アブソリュート形情報aとインクリ
メンタル形情報すとを同時に検出することにより、稼働
時の被検体と位置検出センサとの相対移動量の検出はも
とより、始動時の被検体と位置検出センサとの相対的絶
対位置量をも容易に検出することが可能である。
〔実施例〕
以下本発明に係わる位置センサ、その被検体及び位置検
出センサの実施例を、図面(第1図乃至第3図)を参照
し、説明する。
第1図は請求項2の被検体の第1実施例及び請求項3の
位置検出センサの第1実施例並びにこれらからなる請求
項1の位置センサの第1実施例を示す図であって、同図
において、先ず、請求項2の第1実施例なる被検体lO
はアブソリュート形情報列Aと、これに並列に並べたイ
ンクリメンタル形情報列Bとを備えている。前者アブソ
リュト情報列Aは、3ビット(naw3ビット)で−の
アブソリュート形情報aを10個(つまり、Na=10
)並べて一群Gとし、これら群Gnを8個(G n =
 G o〜G?)並べた構成である。各群G内ではアブ
ソリュート形情報aは同一の情報を有しているが、各群
間では異なる。つまり、群GnをG O−000、CI
−0011G z = 010、・・・Gt””111
と順に並べ、アブソリュート形情報列Aをなしている。
他方、インクリメンタル形情報すは、1ビットで−の情
報であって、これが1,0.1,0・・・と、1と0と
を80個(つまり、NaXGn−10X8)前記アブソ
リュート形情報列Aと並列に並べ、インクリメンタル形
情報列Bをなしている。更に、インクリメンタル形情報
列Bは、前記アブソリュート形情報群Gの各々の群内に
おいて、アブソリュート形情報数Naと同数(つまり、
Na=10個)のインクリメンタル形情報すを持つよう
に構成しである。次に、請求項3の第1実施例なる位置
検出センサ20は、前記被検体10に対向する面に、ア
ブソリュート情報aのビット数naと同数の、つまり、
3個のアブソリュート情報検出センサ21と、kが3で
ある27個(kx (Na−1) =3X(10−1)
)のアブソリュート情報検出センサ22と、1個のイン
クリメンタル情報検出センサ23とを備えた構成である
。そして、かかる被検体10と位置検出センサ20とか
らなる位置センサが請求項1の第1実施例である。第2
図は請求項2の被検体の第2実施例を示す図であって、
na=3ミニ3ピツドソリュート形情報a、、Na−8
のアブソリュート形情報の群G、これら群G、を8個(
G n = G o〜Gy)並べたアブソリュト形情報
列A、他方これと並列に、nb=1ピッドのインクリメ
ンタル形情報すを64個並べた被検体10Aの例である
第3図は請求項2の被検体の第2実施例及び請求項3の
位置検出センサの第2実施例並びにこれらからなる請求
項1の位置センサの第2実施例を示す図である。前者に
ついては上記で既説明済みであり、後者の請求項3の位
置検出センサの第2実施例について述べる。同図におい
て、位置検出センサ2OAは、前記被検体10Aに対向
する面に、3個(アブソリュート情報aと同数個である
、つまり、na=3)のアブソリエート情報検出センサ
21と、kが1であるkx(Na−1)=lx(10−
1)=9個のアブソリュート情報検出センサ22Aと、
1個のインクリメンタル情報検出センサ23とを備えた
位置検出センサ20Aの例である。
その他の例として、被検体については、アブソリュート
形情報aのピッドを変更したもの(na=3〜4が実用
的であろう)、インクリメンタル情報すのピッドを変更
したもの(nb=2でもよいがnb=1が実用的であろ
う)、又はアブソリュート形情報群内のアブソリュート
形情報aの数Naを変更したもの(部内のインクリメン
タル情報すと、アブソリエート情報検出センサ22との
数が多くなるため多ければよいといえない)、他方、位
置検出センサについては、kが1≦に≦naで種々にの
値を変更しkx (Na−1)個のアブソリエート情報
検出センサ22としたもの、又はアブソリュート情報検
出センサ21.22と、インクリメンタル情報検出セン
サ23との配置を変更したもの等があり、これらを組み
合わせることによって、更に種々位置センサとすること
ができる。また、当然ながら、被検体は平面のもの、球
面のもの等でも構成できる。
次に、上記実施例の効果について述べる。先ず、構成に
よる効果として、例えば第1図の実施例においでは、3
ビットのアブソリュート形情報aと、Na=10であっ
て、かつ、G n = G o 〜G1なる8個のアブ
ソリュート形情報群G、〜G。
と、Na=10のインクリメンタル形情報すとにより、
合180個の細分化情報を被検体とすることができた。
これを従来の技術におけるピッド数で表すと、lO進2
進変換コードならば、10進数の80は2進数の101
0000であるから7ビツ]・が必要であり、BCDコ
ードならば、8−1000とo−ooooとで8ビット
必要となる。つまり、実施例ではアブソリュート形情報
aの3ビットとインクリメンタル形情報すの1ビットと
で合計4ビットであるから、従来と比較し、同一長さに
おいて、実施例の被検体は幅が4/7乃至4/8であっ
ても、従来と同一の効果を奏する。仮に、4ビットのア
ブソリュート形情報aとし、他の条件を同一としても、
アブソリュート形情報群Gnは最大16 (、Gn−G
o 〜Ga5)となり、この場合、lO進2進変損コー
ドならば8ピツド(10進数の160 (=16X10
)は2進数の10100000である)、BCDコード
ならば12ピツド(1・6・0は0001・0110・
0000である)必要となり、実施例の被検体は幅が5
/8乃至5/12であっても、従来と同一の効果を奏す
る。
次に、第2図の実施例を使った使用例の面から、かかる
実施例の効果を述べる0例えばインクリメンタル形情報
検出センサ23の位置を確定するには(つまり、位置検
出センサと被検体との相対位置の検出である)、本実施
例にCPU (例えば、このCPUは、入力されたアブ
ソリュート形情報aの値(各群Gnの値でもある)を記
憶するものであり、かつ、インクリメンタル形情報すか
らの入力情報を基準にし、アブソリュート形情報aの人
力情報が変わるまでカウント可能なプログラムを備る)
を追設し、先ず、アブソリュート形情報aとインクリメ
ンタル形情報すとを同時に入力し、次にアブソリュート
形情報検出センサ21で入力したアブソリュート形情報
aの値からインクリメンタル形情報検出センサが位置す
る群Gnの値を検出し、次にアブソリュート形情報検出
センサ22Aで入力したアブソリュート形情報aについ
て、インクリメンタル形情報検出センサ23の位置から
順に、そのアブソリュート形情報aの入力情報が変化す
るまでスキャンし、これをカウントすれば、前記群Gn
内でのインクリメンタル形情報検出センサ23の位置を
確定することができる。つまり、位置検出センサを止め
たままでも、被検体と位置検出センサとの相対的な初期
位置を検出することが可能となる。これを同図(同図に
おいて、情報0をOと、また情報・を1と定義する)で
更に具体的に説明すれば、インクリメンタル形情報検出
センサ23がインクリメンタル形情報Oを入力し、アブ
ソリュート形情報検出センサ21がアブソリュート形情
報○・Oを入力し、更にアブソリュート形情報検出セン
サ22Aが直下のアブソリュート形情報群02〜G、の
アブソリュート形情報OOO・・φ・を入力すると、先
ずアブソリュート形情報検出センサ21からのO・Oを
010(つまり、10進数の2)と判断し、次に、イン
クリメンタル形情報検出センサ23の列からから数えて
アブソリュート形情報000・・・・が5番目(N番目
とする)の位置でQから・と変化するため、CPUでプ
ログラムをGn・(Na−N+1)が検出位置であると
しておけば、Gn==10進数の2、Na=8及びN=
5であるから、On ・(Na−N+1) =2 ・(
8−5+1)=2・4=24の位置となる。かかるごと
く、ビット数(na又はnb)、群Gの大きさ(つまり
、NaO数)をどのように設定しようとも、また、検出
位置の基準(例えば、1目盛りに対する長さ、重さ等又
は0点位置等)をどのように設定しようとも、かかる構
成位置センサ、被検体及び位置検出センサを備えれば、
CPUでの演算プログラムを簡単容易に作成することが
可能となる0以上を換言すれば、本実施例を搭載した装
置は、装置の稼働時での被検体と位置検出センサとの相
対移動ノの検出はもとより、始動時での被検体と位置検
出センサとの相対的な初期位置量をも直ちに検出するこ
とができる。
上記実施例から分かるように、アブソリュート形情報列
Aは、インクリメンタル形情報列Bに対し、アブソリュ
ート形情報群毎に異なる上位の位となり、他方インクリ
メンタル形情報列Bは、アブソリュート形情報列Aの上
位の位に対し、これを複数Naに細分した下位の位とな
り得る。従って、アブソリュート形情報列Aは僅かなビ
ット数であっても多くの位をとることができ、最小分解
能もインクリメンタル形情報すのスパンにより決定する
ことができる。次に、請求項1又は請求項3記載の位置
検出センサの構成であれば、アブソリュート形情報aと
インクリメンタル形情報すとを同時に検出することによ
り、稼働時の被検体と位置検出センサとの相対移動量の
検出はもとより、始動時の被検体と位置検出センサとの
相対的絶対位置量をも容易に検出することが可能である
〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明に係わる位置センサは、僅
かなビット数からなる被検体と、僅かな数のセンサから
なる位置検出センサとから構成されているため、狭いス
ペースであっても、換言すれば、限られたスペースであ
っても、分解能を低下させることなく、圧力シリンダの
伸縮量や工作機械の移動量等を高速、かつ、高精度に検
出することが可能となる。詳しくは、かかる位置センサ
、その被検体及び位置検出センサを使用すれば、被検体
のスペースが僅かであっても(従って、これに付与でき
る位置情報が僅かであっても)、被検体と位置検出セン
サとの相対位置を、移動中であれ、かつ、初期位置であ
れ高速、かつ、高精度に検出することが可能となる。更
に、CPtJを装備して、検出機能を高める場合であっ
ても、そのプログラムは簡単、かつ、容易な構成のもの
とすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第3図は本発明に係わる実施例を示す図であ
って、第1図は請求項2の被検体の第1実施例及び請求
項3の位置検出センサの第1実施例並びにこれらからな
る請求項1の位置センサの第1実施例を示す図、第2図
は請求項2の被検体の第2実施例を示す図、第3図は請
求項2の被検体の第2実施例及び請求項3の位置検出セ
ンサの第2実施例並びにこれらからなる請求項1の位置
センサの第2実施例を示す図、また、第4図は従来の被
検体及び位置検出センサから構成した位置センサを示す
図である。 a・・・アブソリュート形情報 b・・・インクリメンタル形情報 A・・・アブソリュート形情報列 B・・・インクリメンタル形情報列 G・・・アブソリュート形情報群 Gn・・アブソリュート形情報群数 na・・アブソリュート形情報のピッド数及びアブソリ
ュート情報検出センサ21の 数 nb・・インクリメンタル形情報のピッド数Na・・ア
ブソリュート形情報群内のアブソリュート形情報数 10、IOA、IOP・・被検体 20.20A、20P・・位置検出センサ21. 23 ・ 22、22A ・アブソリュ ト情報検 出センサ ・インクリメ ンタル情報検出センサ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)複数naビットでなるアブソリュート形情報aが
    複数Na毎に同一情報を備え一群Gをなし、この群Gが
    群毎に異なる情報を備えて複数Gn配列されてなるアブ
    ソリュート形情報列Aと、少なくとも1ビットであり、
    かつ、前記各アブソリュート形情報群G内毎に複数Na
    備えてなるインクリメンタル形情報bを前記アブソリュ
    ート形情報列Aと並列に配列してなるインクリメンタル
    形情報列Bとを備えてなる被検体10、及びna個のア
    ブソリュート情報検出センサ21と、kが1≦k≦na
    であるk×(Na−1)個のアブソリュート情報検出セ
    ンサ22と、少なくとも1個のインクリメンタル情報検
    出センサ23とを備えてなる位置検出センサ20を備え
    、アブソリュート形情報aはアブソリュート情報検出セ
    ンサ21及び22により、インクリメンタル形情報bは
    インクリメンタル情報検出センサ23により検出される
    構成を特徴とする位置センサ。
  2. (2)複数naビットでなるアブソリュート形情報aが
    複数Na毎に同一情報を備え一群Gをなし、この群Gが
    群毎に異なる情報を備えて複数Gn配列されてなるアブ
    ソリュート形情報列Aと、少なくとも1ビットであり、
    かつ、前記各アブソリュート形情報群G内毎に複数Na
    備えてなるインクリメンタル形情報bを前記アブソリュ
    ート形情報列Aと並列に配列してなるインクリメンタル
    形情報列Bとを備えてなる構成を特徴とする位置センサ
    の被検体。
  3. (3)複数na個のアブソリュート情報検出センサ21
    と、kが1≦k≦naであるk×(Na−1)個のアブ
    ソリュート情報検出センサ22と、少なくとも1個のイ
    ンクリメンタル情報検出センサ23とを備えてなる構成
    を特徴とする位置検出センサ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5649915A (en) * 1979-09-21 1981-05-06 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Length*angle measuring device

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JPS5649915A (en) * 1979-09-21 1981-05-06 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Length*angle measuring device

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